Содержание к диссертации
Введение
1 Современные аспекты применения гуминовых удобрений в экологическом земледелии (обзор литературы) 10
1.1 Роль гуминовых веществ в агроэкосистемах 10
1.2 Практика применения гуминовых удобрений и препаратов в России и за рубежом 17
1.3 Проблемы и перспективы применения гуминовых удобрений 29
2 Методика и условия проведения исследований 33
2.1 Условия, объекты и методики проведения экспериментов 33
2.2 Характеристика состава биокомплекса Гуматадор для применения его в практике растениеводства 37
2.3 Метеорологические условия в период проведения исследований 39
3 Результаты исследований 43
3.1 Динамика морфофизиологических показателей растений кукурузы при использовании гуминовых микроудобрений в технологии ее возделывания 43
3.2 Динамика микробиологической активности почвы при использовании гуминовых микроудобрений 69
3.3 Урожайность зеленой массы кукурузы при использовании гуминовых микроудобрений 75
3.4 Оценка качественных показателей зеленой массы кукурузы 86
3.5 Динамика морфофизиологических показателей растений яровой пшеницы при использовании гуминовых микроудобрений в технологии ее возделывания 93
3.6 Элементы структуры урожая и качественные показатели хозяйственно полезной продукции яровой пшеницы при использовании гуминовых микроудобрений 103
3.7 Эффективность биокомплекса Гуматадор на яровых зерновых культурах в условиях производственного опыта 110
4 Эколого-энергетическая оценка приемов применения гуминовых микроудобрений в технологиях выращивания кукурузы и яровой пшеницы 116
Выводы 121
Предложение производству 124
Список используемой литературы 125
- Практика применения гуминовых удобрений и препаратов в России и за рубежом
- Характеристика состава биокомплекса Гуматадор для применения его в практике растениеводства
- Динамика микробиологической активности почвы при использовании гуминовых микроудобрений
- Элементы структуры урожая и качественные показатели хозяйственно полезной продукции яровой пшеницы при использовании гуминовых микроудобрений
Введение к работе
Актуальность темы исследования
Современными научными исследованиями установлено, что
применение в сельском хозяйстве гуминовых удобрений является
эффективным и безопасным приемом для окружающей среды, животных и человека (Орлов Д.С., 2012).
Обладая большим количеством положительных свойств, гуминовые удобрения стали широко применятся в сельском хозяйстве, тем самым вырос спрос на данную продукцию, и на рынке появилось большое количество разнообразных удобрений и препаратов на основе гуминовых веществ. Однако поиск дополнительных и наиболее эффективных компонентов для создания гуминовых комплексов и поиск оптимальных приемов их применения является актуальной задачей, так как позволяет расширить спектр их влияния.
Наши исследования были направлены на изучение в лабораторных, полевых и производственных условиях влияния гуминовых микроудобрений на рост, развитие, продуктивность и качество яровых зерновых культур. Для проведения научно-исследовательской работы был взят разработанный состав биокомплекса Гуматадор на основе гуминового микроудобрения «Гумат Плодородие» с включением в состав микроэлементов в хелатной форме, консорциума бактерий и экстрактов лекарственных трав.
Степень разработанности. Данная работа основывается на
достигнутых в области применения гуминовых удобрений и препаратов,
результатов теоретических и научно-практических исследований: Л. А.
Христивой (1967), М. М. Кононовой (1972), С. С. Дрогунова (1975), М. М.
Овчаренко (1985), Д.С. Орлова (1993, 2012),Р. Г. Ивановой (1993), Г. В.
Наумова (1993), В.В. Петрушина (2002),А. И. Попова (2004) О.С. Безугловой
(2009)Н.А. Лучник, В.С. Виноградовой, В.И. Хитровой, (2013), А.Н.
Кононенко, Ю.Н. Логиновой, О.Ф. Ивахновой (2014, 2015).Работа
выполнялась в соответствии с планом НИР ФГБОУ ВПО КГСХА на 2010-
2015 гг. по научному направлению «Формирование эколого-экономической
модели биотехнологического сельскохозяйственного комплекса на основе
разработки природоохранных энергосберегающих технологий производства
продукции растениеводства, ее переработки и утилизации отходов с учетом
методов регулирования микробиологических процессов
сельскохозяйственного производства и способов управления
агроэкосистемами», раздела «Разработка приемов применения трофических и гормональных регуляторов роста в технологии выращивания полевых культур».
Цели и задачи исследований. Цель исследований - агроэкологическое обоснование приемов применения гуминовых микроудобрений в технологии возделывания кукурузы и яровой пшеницы на кормовые цели.
Задачи исследований:
-
Изучить динамику морфофизиологических процессов растений при различных приемах использования гуминовых микроудобрений -биокомплекса Гуматадор и препарата Экстрасол;
-
Установить уровень эффективности приемов применения гуминовых микроудобрений по морфофизиологическим показателям и урожайности хозяйственно-полезной продукции.
-
Сравнить показатели качества зеленой массы кукурузы, зерна пшеницы при использовании различных приемов применения гуминовых микроудобрений.
-
Дать эколого-энергетическую оценку приемов применения гуминовых микроудобрений в технологии выращивания яровых зерновых культур;
-
Обосновать наиболее эффективный прием применения гуминовых микроудобрений в технологии возделывания яровых зерновых культур – кукурузы и яровой пшеницы на кормовые цели.
Научная новизна исследований. Впервые в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России был испытан биокомплекс Гуматадор на посевах кукурузы F1 Анютка и яровой пшеницы сорт Дарья. Показана и обоснована эффективность различных приемов применения гуминового микроудобрения – биокомплекса Гуматадор по морфофизиологическим показателям, урожайности и качеству получаемой продукции. Выявлен уровень отзывчивости кормовых культур на действие как совместного приема обработки семян и посева биокомплексом Гуматадор, так и раздельного способа его применения. Отражена экологическая безопасность и энергетическая целесообразность применения биокомплекса Гуматадор в сравнении с эффективностью препарата Экстрасол и контроля.
Теоретическая и практическая значимость работы. На основании
экспериментальных данных предложен к производству жидкий комплексный
продукт на основе гумата с включением в состав микроэлементов в хелатной
форме, консорциума бактерий и растительных экстрактов. Отработана
технология его приготовления в производственных условиях ОАО «Буйский
химический завод» Костромской области. По результатам лабораторных,
полевых и производственных исследований был выявлен наиболее
эффективный прием применения гуминового микроудобрения –
биокомплекса Гуматадор, который способствует оптимизации
морфофизиологических процессов растений, повышению
микробиологической активности почвы, обеспечивает повышение урожая и
улучшение качества получаемой продукции. По результатам
производственных проверок, проведенных в ОАО «МосМедыньагропром» Калужской области в 2013-2015 гг., прием совместной обработки семян и посева бикомплексом Гуматадор позволил повысить урожайность зеленой массы кукурузы на 30,99 % по сравнению с контролем и на 6,24% относительно препарата Экстрасол. Урожайность зерна яровой пшеницы увеличилась на 65,16 и 24,77 % относительно показателей контрольного варианта и варианта с применением препарата Экстрасол.
На базе данного агрохолдинга отработана технология применения биокомплекса Гуматадор в баковых смесях с пестицидами при обработке кукурузы и яровой пшеницы.
Полученные результаты использованы при разработке курса лекций для аспирантов по дисциплине «Физиологические основы формирования урожая полевых культур».
Методология и методы исследования. Исследования по теме
диссертационной работы проводили в 2013-2015 гг. в Калужской области,
г. Медынь, ОАО «МосМедыньагропром». Объектом исследований служили
гибрид кукурузы Анютка и яровая пшеница сорт Дарья. Предмет
исследований - гуминовые микроудобрения биокомплекс Гуматадор и препарат Экстрасол. Исследования осуществлялись постановкой полевых опытов, заложенных в трехкратной повторности, с систематическим расположением делянок и производственных на растениях кукурузы и яровой пшеницы. Изучение влияния биокомплекса Гуматадор на процессы роста и развития кукурузы F1 Анютка проводили по следующей схеме: контроль (обработка семян водой,10 л раб. раствора/1т семян); контроль (двукратная обработка посева водой, 150 л/га); контроль (обработка семян и двукратная обработка посева водой, 200 л/га); Экстрасол (обработка семян, 1л/10 л раб. раствора/1т семян); Экстрасол (двукратная обработка посева, 1л/200 л/га); Экстрасол (обработка семян и двукратная обработка посева, 1л/200 л/га); Гуматадор (обработка семян, 1л/10 л раб. раствора/1т семян); Гуматадор (двукратная обработка посева, 1л/200 л/га); Гуматадор (обработка семян и двукратная обработка посева, 1л/200 л/га).Площадь полевого опыта на кукурузе составила – 1200 м2, площадь делянки – 35 м2.
Изучение эффективности биокомплекса Гуматадор на яровой пшенице
сорт Дарья проводили по следующей схеме: контроль (обработка семян 10
л/т и посевов водой в фазу кущения, 150 л/га); контроль (обработка семян 10
л/т и посевов водой в фазу кущения и колошения, 150 л/га); Экстрасол
(обработка семян 1 л/т и посева в фазу кущения, 1л/150 л воды/га);
Экстрасол (обработка семян 1 л/т и посева в фазу кущения и колошения, 1 л
/150 л воды/га); Гуматадор (обработка семян 1 л/т и посева в фазу кущения,
1л/150 л воды/га); Гуматадор (обработка семян 1 л/т и посева в фазу кущения
и колошения, 1 л/150 л воды/га).Площадь полевого опыта на яровой
пшенице – 200 м2, площадь делянки 10 м2.
Схема производственного опыта на растениях кукурузы: контроль (обработка семян и двукратная обработка посева водой, 200 л/га); Гуматадор (обработка семян и двукратная обработка посева, 1л/200 л/га). Площадь опыта– 15 га, площадь делянки 2 га.
Схема производственного опыта на растениях яровой пшеницы: контроль (обработка семян и двукратная обработка посева водой, 150 л/га); Гуматадор (обработка семян и двукратная обработка посева, 1 л/150 л воды/га). Площадь опыта – 7 га, площадь учетной делянки 1 га.
Экспериментальную работу проводили на дерново-среднеподзолистой, среднесуглинистой почве. Мощность пахотного слоя 20 см. Содержание
гумуса в пахотном горизонте 1,94 %, содержание подвижного фосфора 150,30 мг/кг почвы, обменного калия 94,6 мг/кг почвы, рНKCl 5,30. Степень насыщенности основаниями 79,80 %.
Закладку опытов и исследования проводили в соответствии с
утвержденными методиками (Доспехов Б.А., 2011; Виноградова В.С. 2002;
ВНИИ СХМ - Ленинград-Пушкин, 1989; Посыпанов Г.С., 2007) и ГОСТами.
Анализ почв и растительных образцов проводили в испытательной
лаборатории «Ветеринарно-диагностического комплекса» ОАО
«МосМедыньагропром».
Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного и корреляционного анализа по Доспехову Б.А. (2011) с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel .
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Агроэкологическое обоснование приемов применения гуминовых микроудобрений – биокомплекса Гуматадор и препарата Экстрасол, эффективность их влияния на морфофизиологические процессы растений кукурузы, увеличение микробиологической активности почвы, повышение урожайности зеленой массы, качество получаемой продукции.
-
Установление наиболее эффективного приема применения гуминовых микроудобрений – биокомплекса Гуматадор и препарата Экстрасол в технологии возделывания яровой пшеницы сорт Дарья, по морфофизиологическим показателям, показателям урожайности и качества зерна.
-
Эколого-энергетическая оценка приемов применения гуминовых микроудобрений – биокомплекса Гуматадор и препарата Экстрасол в технологии выращивания кукурузы на зеленый корм и яровой пшеницы на зерно.
Степень достоверности и апробация результатов. Основные
положения работы докладывались на Международных научно-практических
конференциях КГСХА «Актуальные проблемы науки в АПК» (Кострома,
2012 г., 2013 г. , 2014 г., 2015 г. и 2016 г.); на научно-практических
совещаниях специалистов аграрников (Москва, 2014 г., Серпухов 2014 г., Буй
2015 г.); на Всероссийском молодежном образовательном форуме «Селигер»
в 2013 г. был представлен проект по разработке состава и способа
применения биокомплекса Гуматадор. Исследования поддержаны грантом
«Областного конкурса молодежных инновационных проектов» и
выполнялись в рамках программы «СТАРТ» (государственный контракт № 8446-Р/8151 от 01.10.2012, 2013 г.).
По теме диссертации опубликовано 6 научных статей, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объём диссертации. Работа включает введение, 4 главы, выводы, предложения производству, список литературы и приложения. Общий объм работы составляет 163 страницы компьютерного текста, в том числе без приложений – 140 страниц. Экспериментальные данные в работе
представлены в виде 20 таблиц и 11 рисунков. Список литературы включает 124 источник, из них 22 – на иностранных языках.
Практика применения гуминовых удобрений и препаратов в России и за рубежом
В Рязанской области проводятся обширные опыты по применению гуминовых удобрений. Проведены испытания гумата натрия и гумата калия на озимых и яровых зерновых культурах, картофеле, а так же на суданской траве, клевере, кукурузе и сахарной свекле. Применение гуминовых препаратов оказало положительное влияние на морфометрические показатели ячменя, высота в опытных вариантах была выше контрольного варианта на 11,20 %. Влияние гуматов отразилось и на кустистости стеблей зерновых культур, увеличение длины колоса, ускорение созревания и улучшении качества зерна. Так содержание клейковины у озимой пшеницы на контроле составило 30 %, а на обработанных гуматами вариантах – 32 %. Положительное воздействие гуминовых препаратов отразилось и на посевных качествах семян. Обработка семенного картофеля способствовала увеличению количества клубней в кусте на 7,9 %, массы клубней с 1 куста на 24 %, массы одного клубня - на 15 %, а обработка гуматами способствовала уменьшению степени поражения паршой [47].
Таким образом, в представленных материалах анализа научных публикаций иллюстрируется высокая эффективность действия различных препаратов и удобрений на основе гуматов на рост и развитие сельскохозяйственных растений, что в дальнейшем благоприятно сказывается на повышении урожайности культур и качества получаемой продукции. Увеличение урожайности озимой пшеницы было отмечено при использовании регулятора роста «Ретацел». Урожайность зерна повысилась на 20-35 % относительно показателей контрольного варианта [24]. С.Л. Белопухов, П.Д. Бугаев, М.Е. Ламмас и И.С. Прохоров приводят данные по влиянию биопрепаратов на фотосинтетическую активность посевов ячменя. Экспериментальную работу проводили на полях РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева в 2010-2012 гг. Обработку семян ячменя проводили регулятором роста «Циркон» и защитно-стимулирующими комплексами ЗСК-1 и ЗСК-2. Таким образом, под воздействием данных биопрепаратов выявлено изменение показателей фотосинтетической деятельности растений в процессе роста и развития. По полученным данным максимальная листовая поверхность в среднем по опытным вариантам была выше на 7,5-8,5 тыс. м2/га контрольных показателей. Влияние биопрепаратов отразилось и на формировании урожая растений ячменя так, прибавка составила 5,5 ц/га [13].
Е.В. Калабашкина в своих научных исследованиях отмечает, что биорегулятор роста растений, а именно защитно-стимулирующий комплекс (ЗСК) способствует увеличению урожайности и качества волокна, семян растений льна-долгунца. Проведенная двукратная обработка посевов льна-долгунца ЗСК выявила увеличение общей высоты растений на 5-7 см, массы 1000 семян на 0,5-1,0 г, относительно контроля. Действие ЗСК на льне-долгунце отразилось и на увеличении урожайности льносоломки на 2-6 ц/га относительно контрольной обработки посевов [39].
В условиях предгорной зоны Кабардино-Балкарской Республики проводились изучения по выявлению зависимости применения различных биопрепаратов и регуляторов роста на урожайность и качество зерна гороха. Как показали исследования, проводимые И.М. Ханиевой, Ж.С. Шехинаевой и Ф.И. Евлоевой, наиболее положительное воздействие на формирование урожая зерна гороха обеспечила некорневая обработка посевов препаратом «Байкал ЭМ-1», урожай составил 32,7 ц/га. Содержание белка в семенах в вариантах с «Альбитом» и «Байкал ЭМ-1» составило соответственно 19,7 и 19,5 %, на контрольном варианте данный показатель содержания белка находился на уровне 19,1 % [93].
Исследования по влиянию гуминового удобрения Гумостин на урожайность и качество яровых зерновых культур, проводимые в суровых экстремальных условиях юга Средней Сибири, позволили получить достоверное увеличение урожайности всех зерновых на 18-56 % к контрольному варианту, и при повышении урожайности увеличился сбор белка с гектара на 19-54 % [46]. О.А. Исачковым, Б.Л. Ганичевым, Н.А. Лапшиновым, В.Н. Пакуль, С.И. Жеребцевым, З. И. Исмагиловым при участии Кемеровского НИИ сельского хозяйства и Института Углехимии и химического материаловедения СО РАН были проведены исследования в 2012-2013 гг. по изучению влияния гумата калия и гумата натрия на агробиологические показатели голозерного овса. Исследованиями было установлено, что предпосевная обработка семян отдельно и совместно с некорневой подкормкой вегетирующих растений препаратами гумат натрия и калия способствовала повышению урожайности голозерного овса сорта Тайдон, по сравнению с контролем, на 0,19-0,28 т/га. Так же обработка семян и некорневая подкормка поспособствовала увеличению содержания макроэлементов в растениях овса [38].
В условиях лесостепи Приобья оценивали действие гумата калия на урожайность яровой пшеницы и устойчивость к заболеваниям. Обработка семян гуматом калия способствовала увеличению густоты стеблестоя на 10,6-22 %, повысила устойчивость пшеницы к корневым гнилям, в результате урожайность зерна увеличилась на 1,3-1,8 ц/га, по сравнению с урожайностью контрольного варианта [22].
Характеристика состава биокомплекса Гуматадор для применения его в практике растениеводства
Калужская область расположена в центре Восточно - Европеской равнины к юго-западу от Москвы. Общая площадь территории около 30 тыс.кв.м.
Климат Калужской области умеренно континентальный с четко выраженными сезонами года; характеризуется теплым летом, умеренно холодной с устойчивым снежным покровом зимой и хорошо выраженными, но менее длительными переходными периодами – весной и осенью.
Средняя годовая температура воздуха, по многолетним данным, положительная, по территории области изменяется от 4,40 0С на севере до 4,80 0С на юге. В годовом ходе с ноября по март отмечается отрицательная средняя месячная температура воздуха, с апреля по октябрь – положительная.
Самый холодный месяц года – январь. Средняя температура воздуха этого месяца минус 9,00-10,00 0С. Самый теплый месяц года – июль, средняя месячная температура которого плюс 18,00 0С [1, с. 29]. По количеству выпадающих осадков Калужская область относится к зоне достаточного увлажнения – за год 650,00-700,00 мм. Большая часть осадков, около 70,00 %, приходится на теплый период года (апрель-октябрь), и меньшая – на холодный (ноябрь–март). На территории Калужской области в течение года преобладают южный и юго-западный ветры; летом наиболее часто отмечается ветер северо-западного направления, зимой – южного. Средняя скорость ветра за год невелика, 3-4 м/с [там же, с. 30]. Средняя продолжительность солнечного сияния за год Калужской области составляет 1776 ч. В отдельные года продолжительность солнечного сияния может заметно отличаться от средней многолетней величины.
Метеорологические условия в годы проведения исследований различались по количеству выпавших осадков и температурному режиму. Развитие растений кукурузы и яровой пшеницы проходило в диапазоне меняющихся по годам условий, что позволило более полно оценить эффективность гуминовых микроудобрений - биокомплекса Гуматадор и препарата Экстрасол (Рисунки 1, 2, Приложение В, Таблицы В.1, В.2).
Температура воздуха вегетационного периода 2013 года была в среднем выше среднемноголетних данных на 9,50 0С. В мае и июне температура воздуха составила 16,20 и 18,30 0С, соответственно, что на 4,70 и 3,30 0С превышало среднемноголетние показатели. Остальные месяцы вегетации температурный режим незначительно превышал среднемноголетние показатели. Сумма осадков с мая по сентябрь составила 837,70 мм. В мае месяце выпало 168,50 мм, что превышает среднемноголетние данные и тем самым повлияло на срок посева. Несколько меньше осадков выпало в июне (117,30 мм против 70,00 мм), июле (148,70 мм против 85,00 мм). В сентябре осадков составило 372,10 мм, что в 6 раз превышает среднемноголетний показатель (55,00 мм) и этот фактор повлиял на срок уборки и созревание растений кукурузы (Рисунок 2). Температурный режим и сумма осадков вегетационного периода 2013 года не оказал отрицательного воздействия на рост и развитие растений кукурузы.
Вегетационный период 2014 года характеризовался как засушливый. Среднемесячная температура воздуха находилась в пределах 18,40-25,20 0С, значительно превышая температурный режим среднемноголетних данных (Рисунок 1). 30,00
Среднемесячная (2013-2015 гг.) и среднемноголетняя сумма осадков, мм Критическими периодами 2014 года для растений кукурузы и яровой пшеницы стали май, июнь и июль месяцы. На данный период развития выпало наименьшее количество осадков, и среднемесячная температура была наивысшей, что не могло отрицательно не повлиять на рост и развитие растений. В результате продолжительной засухи у растений кукурузы нарушился нормальный процесс цветения и оплодотворения, в результате женские цветки оплодотворились не полностью, что привело к череззернице.
Среднемесячная температура воздуха 2015 года варьировала от 13,80-18,10 0С, сумма осадков составила 553,30 мм (Рисунки 1, 2). На момент посева и всходов (май и июнь месяцы) температура воздуха составила 13,80-15,30 0С, сумма осадков за два месяца составила 311,30 мм, а так как растения кукурузы относится к мезофитам, данное переувлажнение, особенно в начальный период роста и развития и незначительно теплым периодом вегетации, привело к удлинению прохождения фазы от 3-5 листьев до фазы выхода в трубку.
Погодные условия вегетационного периода 2015 года не оказали отрицательного воздействие на нормальный рост и развитие растений яровой пшеницы. Срок посева и уборки яровой пшеницы находился в допустимых пределах.q
Динамика микробиологической активности почвы при использовании гуминовых микроудобрений
Неблагоприятные агрометеорологические условия вегетационного периода 2014 года в значительной степени повлияли на формирование числа зерен в початке кукурузы. Применение приема совместной обработки семян и посева биокомплексом Гуматадор существенно увеличил озерненность початка на 156,96 шт. по сравнению с показателем контрольного варианта. В 2013 и в 2015 гг. обработка семян и двукратная обработка посева биокомплексом Гуматадор также оказала наиболее эффективное влияние на формирование числа зерен в початке. Озерненность початка в 2013 году составила 401,87 шт., в 2015 году 482,83 шт., что достоверно положительно отличалось от контрольного показателя на 52,04 и 87,17 шт., соответственно. Сравнивая воздействие биокомплекса Гуматадор и препарата Экстрасол на формирование числа зерен в початке, можно отметить следующее, что наибольшее воздействие оказал биокомплекс Гуматадор, который в 2013 году способствовал существенному увеличению озерненности початка на 9,45 шт. (НСР0,5(А) = 7,27), в 2014 году на 59,17 шт. (НСР0,5(А) = 12,27) и в 2015 году на 32,62 (НСР0,5(А) = 30,77) по сравнению с показателями варианта с применением препарата Экстрасол.
В 2013 году наибольшая масса початка 140,00 г была достигнута у растений варианта с совместной обработкой семян и посева биокомплексом Гуматадор, которая на 45,00 г существенно отличалась от показателя контрольного варианта и на 10,00 г превышала массу початка растений варианта с применением препарата Экстрасол. Как было сказано ранее, погодные условия 2014 года отрицательно сказались на озерненности початка, что в дальнейшем отразилось на его массе. Однако включение в технологию возделывания кукурузы биокомплекса Гуматадор и препарата Экстрасол способствовало снижению негативного воздействия погодных условий на растения. Достоверная прибавка массы початка на 18,00-38,00 г и на 20,00-32,00 г, относительно контрольных показателей, была достигнута у растений варианта с применением биокомплекса Гуматадор и препарата Экстрасол, соответственно. Однако прием совместной обработки семян и посева биокомплексом Гуматадор, по сравнению с аналогичным способом обработки препаратом Экстрасол, выявил существенную разницу в 18,00 г при НСР0,5(А) = 10,57. В свою очередь, в 2015 году наибольшая масса початка была достигнута у растений варианта с совместной обработкой семян и посева биокомплексом Гуматадор 165,33 г, что на 52,00 и 14,40 г, существенно превышало показатели контрольного варианта и варианта с применением препарата Экстрасол. В 2013 году початки растений с совместной обработкой семян и посева биокомплексом Гуматадор достигли наибольших морфометрических показателей. Так длина початка составила 21,90 см, а ширина 4,20 см, что существенно превышало показатели контрольного варианта на 1,35 и 0,32 см соответственно. В течение трехлетних исследований по длине початка была выявлена существенная разница между растениями варианта с применением биокомплекса Гуматадор и варианта с применением препарата Экстрасол, которая составила в 2013 г.- 1,00 см (НСР0,5(А) = 0,54), в 2014 г. – 2,09 (НСР0,5(А) = 1,26) и в 2015 г. – 1, 41 (НСР0,5(А) = 1,26). По ширине початка достоверная прибавка была установлена лишь в 2014 г., которая составила 0,31 см. (НСР0,5(А) = 0,20), относительно показателей варианта с применением препарата Экстрасол.
В характеристике гибрида F1 Анютка указано, что высота растений кукурузы может достигать 350 см. И хотя наши растения были несколько ниже, в то же время в течение трехлетних исследований было установлено, что максимальной высоты достигли растения варианта с применением биокомплекса Гуматадор (обработка семян и двукратная обработка посева), которая составила 290,33 см (2013г), 276,60 см (2014г) и 260,33см (2015 г), что на 19,53 см, 24,60 см и 53,55 см существенно превышала высоту растений контрольного варианта. Так же в 2014-2015 гг. была выявлена достоверная прибавка по высоте растений варианта с обработкой семян и двукратной обработкой посева биокомплексом Гуматадор относительно данных варианта с применением препарата Экстрасол, которая составила в 2014 г. – 9,93 см при НСР0,5(А) = 3,91 и в 2015 г. – 22,33 см при НСР0,5(А) = 21,33.
Одним из важных критериев получения высокого и качественного урожая зеленой массы кукурузы является формирование площади листовой пластинки, от данного показателя зависит уровень накопления пластических веществ. Наибольшее увеличение площади листьев было установлено у растений вариантов с совместной обработкой семян и посева биокомплексом Гуматадор и препаратом Экстрасол. В 2013 году у растений варианта с обработкой семян и двукратной обработкой посева биокомплексом Гуматадор данный показатель составил 393,49 см2/раст., что на 46,60 см2 существенно превышало площадь ассимиляционной поверхности листа растений контрольного варианта. В неблагоприятных условиях произрастания наблюдается резкая и длительная депрессия листового аппарата, что отрицательно сказывается на увеличении его в размере и в дальнейшем негативно отражается на урожайности зеленой массы кукурузы [96, с. 70]. В 2014 году, в связи с продолжительной атмосферной засухой, площадь ассимиляционной поверхности листа у растений варианта с применением биокомплекса Гуматадор находилась на уровне 255,77-276,60 см2/раст., когда в 2013 и в 2015 гг. площадь листьев достигала размеров 375,47-393,49 и 432,32-484,84 см2/раст., соответственно. Однако применение биокомплекса Гуматадор способствовало повышению устойчивости растений против засухи, так как была получена достоверная разница относительно контрольных показателей на 8,58-24,60 см2/раст. Достоверная разница в формировании ассимиляционной поверхности листа была установлена относительно растений варианта с применением препарата Экстрасол, которая составила 8,08 см2/раст. (2013 г.) при НСР0,5 (А) = 4,18 и 42,30 см2/раст. (2015 г.) при НСР0,5 (А) = 29,73. Значительной разницы между вариантами по формированию количества листьев выявлено не было, Fфакт.20130,47 F0,53,2, Fфакт.20140,55 F0,53,2 и Fфакт.20150,84 F0,55,8. Однако проведенный корреляционный анализ по выявлению степени зависимости между формированием количества листьев и площади ассимиляционной поверхности листа выявил (r2013=0,22, r2014=0,29, r2015=0,28,) слабую связь, что позволяет сделать вывод о том, что применение биокомплекса Гуматадор и препарата Экстрасол способствовали активизации роста растяжением (Приложение З, Таблицы З.1, З.2, З.3).
Следовательно, применение в технологии возделывания кукурузы приема обработки семян и двукратной обработки посева гуминовым микроудобрением - биокомплексом Гуматадор является наиболее эффективным способом, который оказывает положительное воздействие на ростовые процессы растений. Процессы роста и развития растения взаимосвязаны, взаимообусловлены и друг от друга зависят. В одном и том же растительном организме процессы роста и развития могут протекать в различном сочетании. Растение может интенсивно расти, но в то же время медленно развиваться или, наоборот, может быстро развиваться при замедленном росте [5]. Н. П. Кренке отмечал, что превращение листового зачатка в лист нам может показаться типичным примером роста без развития, но внимательное изучение под микроскопом клеток и тканей листа позволяет обнаружить в них закономерные изменения, связанные с прохождением каждой клеткой жизненного цикла [92].
Элементы структуры урожая и качественные показатели хозяйственно полезной продукции яровой пшеницы при использовании гуминовых микроудобрений
Трудно себе представить нашу жизнь без химии, которая дат теперь продукцию самого разнообразного назначения: материалы для изготовления промышленных изделий и строительства, одежду и обувь, широкий ассортимент бытовой химии; она прочно вошла в различные отрасли народного хозяйства. В настоящее время на всех континентах планеты химия широко используется для производства минеральных удобрений и химических средств защиты растений от сорняков и болезней. Их теперь уже насчитывается более 100 000 наименований. [3].
Последствия неумеренного использования пестицидов могут быть самыми неожиданными и даже биологически непредсказуемыми. Нередки случаи, когда на смену одним видам вредных организмов приходят другие, но уже способные вырабатывать иммунитет к препаратам и выживать даже после самых эффективных обработок (доз, примов и способов). Чтобы преодолеть иммунитет, необходимо увеличивать дозу препаратов, а это приводит к загрязнению окружающей природной среды. Более того, вследствие миграции пестицидов с воздушными, водными потоками в биологическом кругообороте веществ последствия их токсического действия могут обнаружиться на территории, где их и не применяли - на сотни и тысячи километров [36].
Химическая борьба с сорняками, помимо непосредственного токсического эффекта, сопровождается значительным сокращением источников питания для фауны и микрофлоры, что приводит к нарушению внутрицепочечных связей - сдвигу экологического равновесия в биосфере. Объективная оценка последствий от применения пестицидов для нужд сельского хозяйства определяется особенностями их поведения в почве или же других объектах природной среды. В частности, почвенные условия способствуют разложению пестицидов. Этому способствуют биотические и абиотические условия процессов, происходящих в почве. Пестициды накапливаются, в основном, в верхних горизонтах почвы не только пахотных полей, но и лесных подстилках, в которых они могут мигрировать до глубины одного и боле метров. Чрезвычайно важно это иметь в виду, когда решается вопрос об отборе проб почвы для определения содержания остаточных количеств пестицидов. В водных объектах пестициды находятся в поверхностной плнке и донных отложениях [87].
Таким образом, традиционный подход к методам интенсивного земледелия в конечном итоге приведет к экологической катастрофе со всеми вытекающими отсюда последствиями. Ключевым звеном при формировании плодородного слоя гумуса являются почвообразующие микробиоты. При интенсификации их жизнедеятельности ускоряются процессы формирования питательных веществ почвы, причем все эти питательные вещества являются экологически чистыми из-за естественного пути их происхождения. В дальнейшем растения, используя эти питательные вещества, воспроизводят и экологически чистую продукцию. А если учесть ускоренное формирование питательного слоя, то вегетационный период (или сбор урожая) практически не истощает гумуса почвы. Активизировать жизнедеятельность почвообразующих микроорганизмов позволяют вещества природного происхождения - гуминовые комплексы (их химическая формула не раскрыта, они считаются биологически-активными веществами). Внесение гуминовых комплексов в почву запускает весь механизм ускоренного почвоформирования, причем в экологическом режиме.
Помимо этого, как утверждают многие ученые, гуминовые комплексы ускоряют обменные процессы в самих растениях, что приводит к ускоренному созреванию, увеличению плодов, к повышению стойкости к неблагоприятным природно-климатическим условиям (засуха, заморозки, перепады температуры, «кислотные» дожди и т.д.), к повышенной резистентности к различным заболеваниям [3]. Также при внесении гуминовых комплексов в почве наблюдаются экологически позитивные изменения: разлагаются пестициды, тяжелые металлы переходят в биологически инертную форму, снижается фон радиоактивности. Гуминовые комплексы, воздействуя на первичную ступень почвообразования, увеличивают плодородие почвы и улучшают е экологические показатели [15].
В настоящее время невозможно дать объективно-корректную экономическую оценку эффективности возделывания той или иной сельскохозяйственной культуры или применения нового технологического приема из-за сложившейся сложной экономической ситуации в стране. Но появление новых технологических приемов возделывания сельскохозяйственных культур требуют объективной оценки их недостатков и преимуществ. Поэтому такой оценкой может быть определение энергетической эффективности применения технологического приема при возделывания сельскохозяйственных культур. Для этого мы учитывали энергозатраты на возделывание сельскохозяйственных культур с введением в агротехнику новых приемов и энергосодержание урожая, выявляя степень окупаемости энергозатрат [75].
Оценка энергетической эффективности приемов применения биокомплекса Гуматадор показала, что затраты энергии на использование различных технологических приемов несколько выше относительно затрат контрольных вариантов. Однако чистый энергетический доход, который определяется как разница между полученной энергии с урожаем и общими затратами на возделывания кукурузы, в контрольном варианте (обработка семян и двукратная обработка посева водой) меньше на 36,78 ГДж/га показателей варианта с применением биокомплекса Гуматадор (Таблица 19).